Pomimo że Polska była pewna zwycięstwa na terenie ziemi wileńskiej, reakcja władz w Warszawie była chłodna, gdyż Polacy obawiali się, że plebiscyt może być precedensem i powodować podobne rozwiązanie w Galicji Wschodniej. Ostatecznie Polska wniosła o objęcie plebiscytem także okolic Kowna, a w ramach pozornych ustępstw także Grodna, Lidy i Oszmiany. Strona litewska także przyjęła propozycję chłodno i zgodziła się na nią pod warunkiem ograniczenia obszaru plebiscytowego do Puńska i Sejn, jednocześnie podtrzymując żądanie zwrotu Wilna.
Liga Narodów kontynuowała jednak działania i zwróciła się do obu stron o zaprzestanie walk. Rozejm zawarto w Kownie 29 listopada 1920 roku.
Rozmowy polsko-litewskie o warunkach plebiscytu rozpoczęły się w grudniu w Warszawie, jednak po kilku tygodniach zakończyły się fiaskiem, gdyż Litwini zablokowali przeprowadzenie plebiscytu, obawiając się, że wyniki głosowania, zarówno na Wileńszczyźnie, jak i w okolicach samego Kowna (polskojęzyczna Lauda), będą oznaczać dla nich kompromitację. Polska kategorycznie odrzucała natomiast możliwość wycofania wojsk ze spornego obszaru z obawy przed kolejnym atakiem bolszewików.